Многим иногда приходилось задумываться, что же именно обозначает мощность, в том или ином виде приводимая в паспортах акустических систем и звукоусилительной аппаратуры. Материалов на эту тему в сети и печатных изданиях встречается на удивление мало, внятных ответов на вопросы тоже. Попытаюсь хоть как-то уменьшить число белых пятен в этой области. Некоторые более точные описания определений возникли у меня в диалоге, при попытке лучше объяснить собеседнику их смысл.
Многообразие применяемых стандартов измерения выходной мощности усилителей и мощности колонок может сбить с толку любого. Вот блочный усилитель солидной фирмы 35 Вт на канал, а вот дешевенький музыкальный центр с наклейкой 1000 Вт. Такое сравнение вызовет явное недоумение у потенциального покупателя. Самое время обратиться к стандартам.
Зарубежные и международные стандарты и определения
SPL (Sound Pressure Level) — это уровень звукового давления, развиваемого АС. SPL есть произведение относительной чувствительности АС (акустической системы) на подводимую электрическую мощность.
Следует иметь в виду, что слух является нелинейным инструментом, и для оценки субъективной громкости следует делать поправки на кривые равной слышимости (weighting curve), которые на практике различаются не только для разных уровней сигнала, но и для каждого индивидуума в отдельности.
A-weighting (weighting curve) — это взвешивающая кривая.
Зависимость, описывающая уровни звукового давления на различных частотах, воспринимаемые слухом, как одинаково громкие. Амплитудно-частотная характеристика взвешивающего фильтра, используемого при измерениях уровня звукового давления и учитывающего частотные свойства человеческого слуха.
RMS (Root Mean Squared) — это среднеквадратичное значение электрической мощности, ограниченной заданными нелинейными искажениями.
Или по другому — максимальная (предельная) синусоидальная мощность — мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Обычно на 20–25 процентов выше DIN.
Мощность замеряется синусоидальным сигналом на частоте 1 кГц при достижении 10 % THD. Она вычисляется, как произведение среднеквадратичных значений напряжения и тока при эквивалентном количестве теплоты, создаваемой постоянным током.
Для синусоидального сигнала среднеквадратичное значение меньше амплитудного в V2 раз (x 0,707). Вообще же, это виртуальная величина, термин «среднеквадратичный», строго говоря, может быть применен к напряжению или силе тока, но не к мощности. Известный аналог — действующее значение (все знают его для сети электропитания переменным током — это те самые 220 V для России).
Попробую объяснить, почему это понятие для описания звуковых характеристик малоинформативно. Среднеквадратичная мощность — это производящая работу. То есть, имеет смысл в электротехнике. И относится не обязательно к синусоиде. В случае музыкальных сигналов громкие звуки мы слышим лучше, чем слабые. И на органы слуха воздействуют больше амплитудные значения, а не среднеквадратичные.
Номинальная и максимальная мощность динамика. Почему упаковкам верить нельзя!
То есть громкость не эквивалентна мощности. Поэтому среднеквадратичные значения имеют смысл в электросчетчике, а вот амплитудные в музыке. Еще более популистский пример — АЧХ. Провалы АЧХ заметны меньше, чем пики. То есть громкие звуки более информативны, чем тихие, а усредненное значение будет мало о чем говорить.
Таким образом, стандарт RMS был одной попыток описать электрические параметры звуковой аппаратуры, как потребителя электроэнергии.
В усилителях и акустике этот параметр тоже, по сути, имеет весьма ограниченное применение — усилитель, который выдает 10% искажений не на максимальной мощности (когда возникает клиппинг — ограничение амплитуды усиливаемого сигнала с возникающими специфическими динамическими искажениями), еще поискать.
До достижения максимальной мощности искажения транзисторных усилителей, например, не превышают зачастую сотых долей процента, а уже выше резко возрастают (нештатный режим). Многие акустические системы при длительной работе с таким уровнем искажений уже способны выйти из строя.
Для совсем уж дешевой техники указывается другая величина — PMPO, совсем уж бессмысленный и никем не нормированный параметр, а значит, друзья-китайцы измеряют его так, как бог на душу положит. Если точнее, в попугаях, причем каждый в своих. Значения PMPO часто превышают номинальные вплоть до коэффициента 20.
PMPO (Peak Music Power Output) — это пиковая кратковременная музыкальная мощность, величина, которая означает максимально достижимое пиковое значение сигнала независимо от искажений вообще за минимальный промежуток времени (обычно за 10 mS, но, вообще, не нормировано), мощность, которую динамик колонки может выдержать в течение 1–2 секунд на сигнале низкой частоты (около 200 Гц) без физического повреждения.
Обычно в 10–20 раз выше DIN.
Как следует из описания, параметр еще более виртуальный и бессмысленный в практическом применении. Посоветую эти значения не воспринимать всерьез и на них не ориентироваться. Если вас угораздило покупать аппаратуру с параметрами мощности, указанными только, как PMPO, то единственный совет Ч послушать самостоятельно и определить, подходит это вам или нет.
100 W (PMPO) = 2 x 3 W (DIN)
DIN — это аббревиатура от Deutsches Institut fur Normung.
Немецкая неправительственная организация, занимающаяся стандартизацией для лучшей интеграции рынка товаров и услуг в Германии и на международном рынке. Продуктами этой организации являются самые различные стандарты, касающиеся самых различных сфер применения, в том числе и относящиеся к области звуковоспроизведения, которые нас здесь и интересуют.
К DIN 45500, где описываются требования к аппаратуре высокой верности звучания (иначе Hi-Fi — High Fidelity), относятся:
- DIN 45500-1 High fidelity audio equipment and systems; minimum performance requirements.
- DIN 45500-10 High fidelity audio equipment and systems; minimum performance requirements for headphones.
- DIN 45500-2 Hi-Fi technics; requirements for tuner equipments.
- DIN 45500-3 Hi-Fi technics; requirements for disk record reproducing equipments.
- DIN 45500-4 High fidelity audio equipment and systems; minimum performance requirements for magnetic recording and reproducing equipment.
- DIN 45500-5 High fidelity audio equipment and systems; minimum performance requirements for microphones.
- DIN 45500-6 High fidelity audio equipment and systems; minimum performance requirements for amplifiers.
- DIN 45500-7 Hi-Fi-technics; requirements for loudspeakers.
- DIN 45500-8 Hi-Fi technics; requirements for sets and systems.
DIN POWER — значение выдаваемой на реальной нагрузке (для усилителя) или подводимой (к АС) мощности, ограниченной указанными нелинейными искажениями. Измеряется подачей сигнала с частотой 1 кГц на вход устройства в течение 10 минут. Мощность замеряется при достижении 1 % THD (нелинейных искажений).
Есть и другие виды измерений, например, DIN MUSIC POWER, описывающая мощность музыкального (шумового) сигнала. Обычно указываемая величина DIN music выше, чем приводимая, как DIN. Примерно соответствует синусоидальной мощности — мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение длительного времени с сигналом «розового шума» без физического повреждения.
Номинальная мощность
Понятие «номинальной» мощности для динамиков, строго говоря, не всегда технически корректно. Потому как, изначально, под ней понимается мощность подаваемого сигнала от усилителя, при которой динамики звучат чисто и без искажений. Этот параметр мало где сейчас измеряется, и если в характеристиках вы увидите это значение, то знайте, что под ним чаще всего подразумевается RMS мощность (Rated Maximum Sinusoidal).
- RMS (Rated Maximum Sinusoidal) — мощность, при которой усилитель или динамик может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения (Максимальная предельная синусоидальная мощность). Заявка мощности на 20-25% выше стандарта DIN.
Для усилителей RMS действительно означает номинальную, в то время как для динамиков это мощность синусоидального сигнала, которую они выдерживают без повреждений в течение одного часа.
В некоторых стандартах описана процедура, когда на динамики последовательно подаются разные частоты с определенными временными интервалами, и они должны выдержать это испытание. Как бы то ни было, при подобных испытаниях основная нагрузка всегда ложится на звуковую катушку — она сильно нагревается. Поэтому RMS мощность в какой-то мере характеризует ее тепловую стойкость.
Максимальная мощность
Максимальная мощность, которая указывается в характеристиках динамиков, чаще всего показывает их механическую прочность. Звуковая катушка при испытаниях не успевает нагреться, а вот подвес, центрирующая шайба или диффузор могут и не выдержать.
- PMPO (Peak Music Power Output) — пиковая кратковременная мощность, которую динамик может выдержать в течение 1-2 секунд на сигнале низкой частоты (около 200 Гц) без физического повреждения.
Ода об истинной мощности или громкие и тихие Ватты
Большинство любителей автозвука витает в заблуждениях относительно мощности акустики и усилителей, поэтому здесь хочу объединить пару наиболее важных и толковых (по моему мнению) статей по этой тематике, способных вывести любителей на путь истинный.
У всех, кто когда-либо сталкивался с выбором звуковой аппаратуры возникал вопрос о мощности, а если точнее, о громкости, например, акустической системы или ресивера. Предположу, что многие слышали от “заботливых” продавцов или замечали в рекламных материалах информацию о мощности в 30, 50 или, например, 100 Вт. Когда такое доводится слышать (видеть) мне, я крепко задумываюсь, о какой именно мощности идёт речь. Системы из поднебесной, например, якобы “выдают” заоблачные тысячи Ватт, при этом звучат тише десятиваттных трактов от других производителей.
Из-за ориентирования на значения мощности усилительной техники и акустических систем возникает много неразберихи, которая мешает покупателям приобретать, а продавцам продавать звуковую аппаратуру. Под катом я расскажу о существующих стандартах мощности, а также о том, какие маркетинговые ухищрения помогают некоторым производителям заявить “высокую” формальную мощность, при достаточно скромных реальных характеристиках.
Что определяет громкость?
На всякий случай, ещё раз напишу о том, что такое громкость и какие именно факторы определяют ее для того или иного тракта. Конечно, сегодня для большинства истина в том, что высокая мощность не всегда говорит о высокой громкости — секрет Полишинеля, но мало ли…
Итак, громкость звука — это:
“субъективная характеристика, она определяется интенсивностью
звука, пропорциональной квадрату амплитуды (A) звукового давления (SPL), и
восприимчивостью органа слуха, зависящей от частоты звука.”
Так вот, мощность не единственная влияет на итоговое звуковое давление (SPL). Громкость тракта определяет сочетание чувствительности акустики с мощностью усилителя. Чем ниже чувствительность АС, тем более мощный УМЗЧ потребуется для того, чтобы её “раскачать”.
При этом повышение звукового давления на 3 Дб требует удвоения мощности. Например, акустическая система с чувствительностью 90 дБ создает SPL= 90 дБ при подаче на АС мощности в 1 Вт (расстояние 1 м). Для повышения SPL до 93 дБ, необходимо увеличить мощность до 2 Вт, до 96 дБ — до 4 Вт, до 99 дБ — до 8 Вт и т.д.
“Советские” и “китайские” Ватты
Но всё же вернёмся к стандартам мощности, как к основному инструменту маркетинговых манипуляций. “Советские” и “китайские” Ватты — это “народное” деление мощностных стандартов, которое появилось лет 20-25 назад. Тогда наиболее доступной и востребованной на рынке техникой была новая из Поднебесной или старая из СССР. Остальное либо не поставлялось в РФ (по причине засилья китайских центров), либо стоило неприлично дорого для 80-90% населения РФ.
“Советские” Ватты считались честными, а китайские, соответственно, не очень. Хотя с советскими тоже всё не так просто. Мощностные характеристики усилителя в СССР определялись ГОСТ 23262-88, который предписывал производителю указать в паспорте устройства номинальную мощность.
Номинальная мощность определяется при среднем положении регулятора громкости усилителя, при которой остальные параметры устройства соответствуют заявленным в техническом описании.
Иными словами, ГОСТ оставлял за производителем право указать мощность, которая соответствует наименьшему значению коэффициента нелинейных искажений. Показатели, как правило, подгонялись под требования стандарта к классу сложности устройства. Мощность указывалась как у усилителей, так и у АС (указывала на усиление какой номинальной мощности рассчитана акустика).
При этом, по утверждениям tehpoisk.ru, порой это приводило к проблемам. Например, не учитывались искажения типа «ступенька», возникающие на малых уровнях громкости, в усилителях класса АВ. Уровень искажений мог снижаться при увеличении выходной мощности сигнала до номинальной. При этом на средних и низких уровнях громкости сигнал существенно искажался.
Также в отечественной аппаратуре можно встретить такой параметр, как синусоидальная мощность (максимальная синусоидальная мощность) — это мощность, при которой УМЗЧ или акустика способны работать в течение 2-х часов с музыкальным сигналом без физического повреждения. Такая мощность не ограничена искажениями, её пределы определены лишь тепловыми и механическими повреждениями. Синусоидальная мощность обычно в 2-3 раза больше номинальной.
Типичный пример спекуляции на синусоидальной мощности — легендарные S-90. Их номинальная мощность составляла 35 Вт (к слову, первый вариант акустики назывался 35АС-01), а синусоидальная, уклончиво названная в документации паспортной, — 90 Вт. Номинальная также была указана, но второй по счету, что можно считать почти безобидной, по нынешним меркам, маркетинговой манипуляцией.
По сравнению с китайцами из 90-х и начала нулевых, случай “Радиотехники” с С-90 представляется совсем невинным. До сих пор помню, как унылые подвальные копировщики детища Мацуситы с созвучным названием Panansonica (орфография бракоделов сохранена) оставили на своей поделке “гордую” и заметную надпись: 5000 Вт.
В данном случае речь о PMPO (Peak Music Power Output), т.е. о максимальной мощности, которую в принципе может выдержать динамик АС, а усилитель способен выдать без термических и механических проблем. Тест проводится в течение одной-двух секунд при подаче сигнала 200 Гц.
Такие значения обычно в 20-30 раз выше номинала и именно их принято было называть китайскими. В последние годы, к чести китайских производителей, они отказались от использования PMPO и стали применять RMS.
Среди отечественных паспортных характеристик могут также встречаться максимальная кратковременная мощность (аналог PMPO), паспортная шумовая мощность (аналог синусоидальной, но в тесте вместо музыкального сигнала используется розовый шум).
DIN, RMS, AES, IEC и другие аббревиатуры
Сегодня злосчастное PMPO указывается крайне редко и, как правило, как дополнительный параметр, не несущий маркетинговой нагрузки. ГОСТовский номинал и синусоидальную мощность также достаточно тяжело встретить. Но от этого не становится проще. В многочисленных УМЗЧ и АС современного производства нет единого стандарта мощности. Нередки и откровенные маркетинговые манипуляции.
Начну, пожалуй, со стандарта DIN 45500 (известен тем, что впервые стандартизировал понятие HI-FI), в котором DIN Power измеряется подачей сигнала с частотой 1 кГц на вход устройства в течение 10 минут. Мощность замеряется при достижении 1 % THD. Стандарт практически идентичен EIAJ, принятому японской ассоциацией отраслей электронной промышленности.
(Electronic Industries Association of Japan).
Также стандарт предусматривает ещё один вид измерения мощности — DIN Music Power, описывающая мощность близка к определению синусоидальной и паспортной шумовой мощности, т.е. значение длительной нагрузки музыкальным сигналом без риска повреждения. Обычно указываемая величина DIN music power незначительно выше, чем DIN.
Нормы этого стандарта соотносятся с понятием IEC Power по стандарту IEC 268-5 (стандарт международного электротехнического комитета, второе издание 1989-07), в котором определена длительность нагрузки — более 100 часов.
RMS (Rated Maximum Sinusoidal) — предельная синусоидальная мощность, т.е. такая, при которой звуковоспроизводящее устройство может работать один час с реальным музыкальным сигналом без повреждений. Как правило, на 120-250 % выше ГОСТовского номинала и на 20 — 25 % больше DIN Music Power.
К RMS максимально близок стандарт AES2-1984 (Audio Engineering Society). Различие между AES Power и RMS заключается лишь во времени, которое должно проработать устройство — для стандарта AES необходимо 2 часа.
Также может указываться т.н. программная мощность (Program Power или PP), которая в принципе может быть любой, т.к. не стандартизирована. Принято считать, что Program Power в 2 раза больше RMS, но это не является обязательным. Не менее туманные представления о мощности даёт PPP, т.е. пиковая программная мощность (Peak Program Power), которая в 2 раза больше PP.
Характерным примером разницы в указании мощности могут служить такие известные и уважаемые производители АС как Dynaudio и DALI. Первые указывают «Паспортная мощность, IEC», т.е фактически DIN, вторые вообще ограничиваются понятием “рекомендуемая мощность” и указывают диапазон мощностей.
Манипуляции КНИ
Существует отличный от DIN Power и EIAJ стандарт IHF, разработанный Национальным институтом стандартов США и Institute of High Fidelity, в котором мощность измеряется при 0,1% нелинейных искажений.
Аналогично любой производитель может ввести собственный стандарт расчета мощности, что позволит ему писать напротив слова Power любые цифры, которые он сочтет выгодными. При подобных расчетах можно доводить значения КНИ до любого максимума, например, до 15-20%, что повлечет за собой рост формальной “мощности”. Более того, так могут изменяться значения RMS.
Хитрый ресивер
Следующий неоднозначный момент касается расчета мощности многоканального ресивера. Так при тестировании, происходит “выгодное” для искажения действительности разделение мощности. Результаты измерений очень порадуют глаза, но не уши соседей. Это связано с методом измерения одного нагруженного из шести, восьми или десяти каналов, что формально дает якобы мощностной прирост.
Чтобы не ошибиться, оценивая реальную мощность устройства, следует поискать приписку “all channels drive” в графе, где указана мощность, если таковой нет, то, вероятно, измерения проводились с нагрузкой на один канал. И я почти убежден, что без такой надписи заявленные характеристики мощности не соответствуют действительности. Номинальная (по ГОСТ) мощность, которая (учитывая использование усилителя класса D) будет составлять не более 80% от потребляемой мощности, а с усилителями других классов — ещё меньше.
Сухой остаток
Для подведения итогов и демонстрации существенности в различии мощности, предлагаю провести небольшое сравнение на примере всё тех же S-90. В данном случае я приведу лишь приблизительные расчетные значения (реальные измерения могут отличаться), но это позволит понять насколько сильно разнятся стандарты, с которыми можно сегодня столкнуться. Итак, Радиотехника S-90:
IHF: -.
Номинальная мощность: 35 Вт.
DIN Power: 50 Вт.
DIN Music Power: 90 Вт.
Максимальная синусоидальная мощность: 90 Вт.
IEC Power: 90 Вт.
AES Power: 110 Вт.
RMS (Rated Maximum Sinusoidal): 110 Вт.
PP (Program Power): 220 Вт.
PPP (Peak Program Power): 440 Вт.
PMPO (Peak Music Power Output): 1050 Вт.
Таким образом, мы получили 7 разных значений в 11 различных стандартах.
Из всего изложенного можно сделать выводы:
— наиболее показательными и учитывающими верность воспроизведения являются такие показатели как номинальная мощность, IHF, DIN Power, EIAJ, (так как они учитывают КНИ);
— менее информативными, но отражающими действительность являются измерение RMS, (AES Power), DIN Music Power, IEC Power;
— не дают достаточной информации о мощности PMPO, PP и PPP;
Далее идет другая важная статья, развеивающая популярные заблуждения о потребности динамиков в мощности усилителей:
Мощность, кто это?
«У меня колонки мощностью 200 Вт, а магнитола 4 х 50. Будут ли они играть вместе?» Да будут, будут, не волнуйтесь вы так. Но ещё лучше будет, если всё же разобраться, что понимается и под мощностью, и под ваттами. «Мощность», по школьному определению — работа, произведенная за единицу времени, для наших целей определение почти бесполезное. Нам удобнее по-другому, пусть и непривычно: мощность — это количество энергии, преобразованной в нужную нам форму в ту же самую единицу времени. Речь всегда идёт о преобразовании, энергия никуда не девается, такая уж у неё привычка. Усилитель (пусть в магнитоле) получает готовую к употреблению электрическую энергию в форме постоянного тока от бортовой сети автомобиля и преобразует её в электрическую, но в форме переменного тока, изображающего звуковой сигнал. Всю? Нет, примерно половину, остальное идёт в тепло, отдаваемое воздуху небольшими радиаторами сзади на магнитоле или большими, «по всему телу» у отдельного, внешнего усилителя.
Динамик (пусть и притворившийся «колонкой») получает электрическую энергию в форме переменного тока и преобразует её в механическую, теперь уже в форме долгожданных звуковых колебаний. Всю? Да как сказать… Не совсем. Коэффициент полезного действия динамика (раз уж пошли по школьному пути: отношение произведенной звуковой мощности к полученной электрической) практически никогда не превышает 0,5%. Куда деваются остальные 99,5%? А туда же, в тепло, вообще, любое устройство, созданное человеческим разумом (а равно и волей всевышнего) производит тепло плюс ещё что-нибудь. С точки зрения преобразования энергии динамик на 99 процентов с копейками идентичен паяльнику. А в оставшейся половине процента — всё: и басы, и верха, и детальность, и гениальные музыканты. Обидно? Да, но ничего лучше как-то не придумали.
И вот она, главная разница между мощностью усилителя и мощностью динамика: усилитель её, можно считать, производит. А динамик — потребляет, не производя в обмен, как мы только что выяснили, почти ничего.
И когда мы говорим о мощности усилителя, то речь идёт о том, что ОН ДАЁТ. А когда о мощности динамика — то о том, что ОН БЕРЁТ.
…
Мощность, указываемая на акустике, это не та, на которой она должна работать, а та, которая её разрушает. —
Разумеется, должна быть взаимосвязь между возможностями акустики и ресурсами источника этого вероятного разрушения, но это взаимосвязь, а не тождество. Представьте себе: вы купили автомобиль, у которого максимальная скорость 200 км/ч. И подвернулась вам резина с индексом скорости Т (190 км/ч). Что, нельзя ездить? При 191 км/ч все четыре колеса — в клочья? Или наоборот, у шин индекс скорости Z (240 и больше), и вы сбиваетесь с ног, подбирая под такую резину подходящий автомобиль. Нереально.
Тем не менее сплошь и рядом приходится слышать (да и читать), как акустику к усилителю (и наоборот) подбирают, глядя в первую очередь на мощность, а потом уже на всё остальное.
Так что давайте в последний раз, чтобы не возвращаться к вопросу. Цифры мощности на акустике, без указания условий измерения, не означают ничего, это часть современной, но укоренившейся традиции.
Внимательный читатель здесь может озадачиться: «Подождите-ка, выходит, мы слушаем музыку на одном-двух, много — десяти ваттах, подведенных к акустике? А почему же тогда громко играет? Сами ведь слышали: громко». Отвечу: а почему бы ей громко не играть? Вы ведь с децибелами управляетесь легко (даже те, кто прежде не умел). Берём любую акустику из любого нашего прошлого теста и смотрим на показатель чувствительности. Ну, скажем, 87 дБ, это так, средне-типичное значение. Такое звуковое давление создаст эта акустика на расстоянии 1 м при подведенной к ней мощности 1 (один-единственный) Вт. Это, между прочим, уже не тихо. Чтобы эта акустика создала уровень звукового давления 90 дБ, стандартный для контрольного прослушивания в звукозаписи, всего-то ей потребуется 2 Вт. Подадите 10 Вт — получите 97 дБ. Это совсем громко. Да ещё учтите, что у нас таких динамиков как минимум два, а звучат они не в заглушенном помещении, а в салоне, где потерь намного меньше, а отражённые звуки приходят к нам же. Что же тогда, спросите вы, динамик будет вытворять, когда на него придут те самые пиковые сто, скажем, ватт? Ровно то, что и должен: кратковременно, в течение долей секунды, вскрикнет на 107 дБ. Дайте ему эти 100 Вт непрерывно, в виде шума или, того хуже, тонального сигнала, и крик этот будет предсмертным. А так — всё под контролем, не волнуйтесь.
Ну, и на закуску — дедовский метод рассчета примерной суммарной мощности усилителя на основе номинала вставленных в него предохранителей:
Сумма предохранителей * 14V * 0,6 КПД (или 0,8 у усилителей класса D) = получим максимальную мощность при меньшем сопротивлении. а далее примерно делим на 2…
#автозвук #мощность #rms
Номинальная мощность (RMS)
RMS относится к продолжительной мощности динамика или сабвуфера или к тому, сколько непрерывной мощности может выдавать усилитель. RMS обычно ниже максимального значения мощности, но отражают то, с чем действительно способно работать устройство. Думайте о номинальной мощности как о средней мощности, с которой динамик может работать ежедневно без ущерба для качества звука или возникновения каких-либо искажений.
Пиковая мощность — это самый высокий уровень мощности, с которым динамик или сабвуфер могут справиться за короткий промежуток времени. То же самое относится и к усилителям как к абсолютному максимальному количеству мощности, которое они могут погасить, прежде чем выйти из строя или привести к искажению.
Мы можем думать о максимальной мощности, как о числе на спидометре вашего автомобиля. Например, вы можете ехать со скоростью 180 км/ч, но вы не можете поддерживать эту скорость долго, не вызывая механических или термических повреждений автомобиля. Точно так же максимальный уровень мощности может поддерживаться только в течение доли секунды, хотя нет четкого определения того, как долго.
Если на устройство действует постоянная пиковая мощность, провода могут перегреться, что может быстро повредить звуковые катушки.
Вывод
Как номинальная, так и максимальная мощность играют важную роль в вашей звуковой системе, и они жизненно важны при сравнении ваших динамиков с усилителями или сабвуферами. При сопоставлении динамиков или сабвуферов с усилителями следует сравнивать либо два номинальных значения, либо два максимальных значения.
На нашем сайте, на акустическое оборудование указана номинальная мощность!
Любители автозвука часто сталкивается с термином «номинальная мощность» применительно к динамикам и акустическим системам. Однако можно ли так говорить, и что означает этот термин на самом деле? На этот вопрос ответили специалисты Kenwood.
Специалисты рассказали, как работает динамик на разных уровнях громкости.
«На небольшой и на средней громкости всё хорошо — движение диффузора точно следует за электрическим звуковым сигналом, идущим на динамик с усилителя, система играет, искажений почти нет. При увеличении громкости ход диффузора начинает расти, и в какой-то момент динамик упирается в отведенные ему пределы. Тут даже не важно по каким причинам это происходит — подвес ли начинает проявлять свою нелинейность или ход мотора подходит к своему пределу. Важно, что при достижении этого предела звук начинает искажаться», — рассказывают в Kenwood.
Понятие номинальной мощности для динамика как раз и показывает, сколько на него можно максимально подать от усилителя, чтобы он звучал ещё без искажений. Вот как говорится на этот счёт в ГОСТ 16122-87: «Номинальная мощность — это заданная электрическая мощность, при которой нелинейные искажения звукового давления не должны превышать требуемых значений».
По ГОСТ номинальная мощность указывалась ещё у старых советских динамиков. А вот позже производители перестали её указывать. Во-первых, потому что это дополнительные затраты на акустические измерения. А во-вторых, значения номинальной мощности обычно получаются слишком маленькими, и с маркетинговой точки зрения вроде как не слишком привлекательны.
«Поэтому часто номинальной мощностью динамиков ошибочно называют их RMS или шумовую мощность. Циферки красивые, хотя технически это некорректно», — подчеркнули специалисты.
Стандарты определения мощности акустических систем
Сегодня, когда рынок домашних, да и профессиональных систем наполнился большим количеством моделей от различных производителей, порой бывает очень сложно получить достоверную информацию о реальных характеристиках того или иного звукового оборудования.
Прежде всего, необходимо с острожностью воспринимать заявленную производителем мощность акустической системы, или колонки, поскольку это лежит исключительно на совести производителя. Оборудование, которое проходит сертификацию на российском рынке, никогда не проверяется на соответствие таким важным его характеристикам, как мощность, диапазон воспроизводимых частот, звуковое давление, и прочее.
Второй важный момент — это путаница в терминологиях определения мощности как таковой. Дело в том, что есть несколько стандартов мощности, которой характеризуется акустическая система. Нерадивые производители в угоду себе, могут пользоваться этим, и активно это делают.
Давайте перечислим эти стандарты определения мощности колонок:
Мощность RMS (Rated Maxmum Sinusoidal) — это максимальная мощность, на которой акустическая система может работать продолжительное время, без повреждений. О качестве звучания, и о соответствии звука заявленным амплитудно-частотным характеристикам, естественно, речи здесь не идёт.
Номинальная мощность
Это самая правдоподобная характеристика, которая позволяет наиболее точно судить о мощности конкретной акустической системы. Она представляет из себя максимальную мощность звучания, при которой искажения звука не превышают заявленных производителем величин.
Пиковая мощность, PMPO (Peek Music Power Output) — это кратковременная мощность, которую динамики могут выдерживать не более 1-2 секунд без разрушающих последствий для себя. Как правило, пиковая мощность колонки превышает номинальную в несколько раз.
Мощность DIN. Этот параметр близок к RMS с той лишь разницей, что в качестве тестового звукового сигнала, вместо всем привычного, используется так называмый розовый шум — случайный сигнал, мощность которого остаётся постоянной, и не зависит от его частоты.
В заключение, хочется сказать пару слов относительно выбора акустических систем (колонок), да и вообще — любого звукового оборудования. Всегда бывает нелегко выбрать ту, или иную звуковую систему. Перед глазами всегда стоит обилие цифр, графиков, тесты, сравнения. Безусловно, всё это имеет большое значение, и напрямую отражается на качестве звучания.
Однако, не стоит забывать, что человек выбирает звуковое оборудование для того, чтобы слушать, и наслаждаться звуком. Если звук нравится, то характеристики здесь вторичны. Если звук одной системы нравится Вам больше, а у другой формальные параметры превосходят первую, выбирайте первую. Нужно доверять своим ушам, а не словам продавца, и не понятно кем написанным отзывам в интернете.
Что ещё можно почитать?
2. Как характер музыкального материала влияет на предельно допустимую мощность АС?
Динамики АС могут получать повреждения двух типов – термические и механические. Предположим, что 100-ваттный усилитель вышел из строя и начал выдавать высокочастотные колебания за пределами диапазона слышимости. Легкая звуковая катушка твитера почти сразу может выйти из строя из-за перегрева. С другой стороны, предположим, что НЧ-динамик постоянно подвергается избыточной раскачке из-за рокота проигрывателя винила, слишком высокого уровня басов, обратной связи в низкочастотной области или сочетания этих факторов. Через некоторое время движущиеся части вуфера окажутся в напряженном состоянии, способном привести к смещению оси звуковой катушки и ее износу из-за трения. В особо серьезных случаях катушка может вылететь из зазора и зависнуть над магнитной системой, как показано на рис. 2.
Динамик в нормальном состоянии
Динамик в перегруженном состоянии
К таким повреждениям может привести даже не очень высокая мощность; в случае сигнала сверхнизкой частоты достаточно всего 20-30 Вт. Общепринятые инженерные практики подразумевают применение в профессиональных системах фильтров высокой частоты для ослабления сигналов за пределами полосы пропускания системы.
3. Как рассчитывается номинальная мощность акустических систем JBL Professional?
Как было отмечено, динамик АС может быть поврежден в результате перегрева звуковой катушки или избыточной раскачки в низкочастотной области. В идеале нам нужен стандартный тестовый сигнал, в котором приняты в расчет оба этих вида повреждений и в то же время применимый на практике. Он описывается стандартом Международной электротехнической комиссии (IEC) № 268-5. Это сигнал типа розовый шум с коэффициентом амплитуды нагрузки 6 дБ, фильтрованный на 12 дБ на октаву ниже 40 Гц и выше 5 кГц.
Для определения номинальной мощности на испытуемые экземпляры динамиков подается тестовый сигнал с постепенным увеличением мощности и выявляется тот ее уровень, который они способны выдерживать в течение восьми часов. Подробности процесса тестирования приведены на рис. 3.
Мы уже упоминали выше, что коэффициент амплитуды нагрузки составляет 6 дБ. Поясним это в подробностях. Коэффициент амплитуды соотносится с пик-фактором сигнала и является точной мерой пикового значения шума, связанного со средней «нагревающей способностью» сигнала для звуковой катушки. Величина 6 дБ означает, что на конкретный динамик или преобразователь подается сигнал, мощность которого в четыре раза превышает среднюю. Например, при тестировании этим методом динамика с номинальной мощностью 150 Вт на него в течение восьми часов подавался бы сигнал с мгновенной мощностью 600 Вт. Этот метод настолько хорошо отвечает реальным условиям работы динамиков, что компания JBL теперь применяет его для всех акустических систем, отказавшись от всех ранее использовавшихся показателей мощности.
Индукционные модели
Модели с индукционными нагревателями представляют собой отдельную группу варочных панелей. Они обладают высокой мощностью и поэтому имеют высокую цену. При разумном использовании вы сможете сэкономить на расходах на электроэнергию. Причины этого следующие:
- Высокая скорость нагрева.
- Автоматический нагрев отключается, когда посуда снимается с конфорки.
- Используется посуда, не выделяющая тепла.
В индукционных плитах используется инновационная технология, при которой нагревается не сама конфорка, а посуда на дне варочной панели. Основание нагревает посуду, но только до максимальной температуры 60 градусов Цельсия. Это значительно ускоряет процесс приготовления. Потери тепла минимальны, а стеклокерамическая поверхность не отдает тепло в помещение. Как уже упоминалось, индукционная модификация может быть очень экономичной при правильной эксплуатации. Но в целом он потребляет большое количество энергии.
А если она имеет четыре конфорки, то затраты составят около 7 киловатт электроэнергии. Однако это происходит только при одновременном включении всех конфорок и только при работе на максимальной настройке. Это явление встречается очень редко. Обычно это необходимо, когда нужно быстро приготовить очень большое количество пищи.
Обычно пользователи не устанавливают конфорку на максимальную настройку, достаточно значения от 6 до 8. А для обычного отопления достаточно значения от 3 до 5. Благодаря этому потребление электроэнергии гораздо скромнее. Индукционная плита также нагревает воду и пищу в два раза быстрее, чем обычная модель. Чем короче время нагрева, тем больше экономия.
(
)
– это мощность, потребляемая из сети при номинальной нагрузке трансформатора тока, при которой ожидается его длительная работа в установившемся режиме без превышения допустимой температуры.
Текущие формулы мощности
Как и в механике, мощность тока относится к работе, выполняемой в единицу времени. Может быть полезно использовать формулу для расчета мощности, которая представляет собой работу, выполняемую электрическим током за определенное время.
В электростатике ток, напряжение и мощность связаны уравнением, которое можно вывести из формулы A = UIt. Эта формула используется для определения работы, совершаемой электрическим током:
P = A/t = UIt/t = UI Таким образом, формула для мощности постоянного тока на любом участке цепи выражается как произведение тока на напряжение между концами участка.
- Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2 .
- Векторное и скалярное управление преобразователями частоты – принцип работы, система управления .
- Рабочие характеристики асинхронного двигателя; Школа для электриков: электротехника и электроника .
- Измерительный инструмент – это инструмент для измерения. Что такое измерительный инструмент? .
- Международная электротехническая комиссия (IEC, CEI); Школа для инженеров-электриков: электротехника и электроника .
- Сколько электроэнергии потребляет трамвай? .
- Асинхронный электродвигатель – конструкция, принцип работы, типы асинхронных двигателей .
